陀思妥耶夫斯基于1821年11月11日出生在莫斯科一个普通医官家庭。阴暗的卧室、凄苦的病人以及漫长冬夜中母亲讲述的恐怖故事，构成了其难以忘怀的童年记忆。1834年，他被父亲送到彼得堡的军事工程学校学习。1843年大学毕业后，在彼得堡工程部制图局供职，一年后辞去了工作。此后，贫困，尤其是彼得堡贫民窟穷人的贫困生活，成了他重要的人生体验。
1846年，陀思妥耶夫斯基发表处女作《穷人》并一举成名。之后发表的《双重人格》（1846）、《女房东》（1847）、《白夜》（1848）等中篇小说，使他成了在俄罗斯颇具影响的青年作家。《穷人》描写公务员杰符什金与孤女瓦莲卡之间由同情而相爱、由相爱而分离的悲剧故事。作品深化了普希金和果戈理开创的描写“小人物”的传统，不仅充分描写底层穷人在俄国社会的转型期所遭受的灾难，而且致力于展现他们善良而又软弱、敢于自我牺牲而又自卑自贱的复杂内心世界。小说发表后，受到包括别林斯基在内的革命民主主义评论家的高度赞扬。《双重人格》描写小公务员高略德金不甘于被欺辱、被嘲弄的现实，于是在心里幻现出一个面貌相同、性格迥异的小高略德金。他对小高略德金既害怕又向往，在困惑矛盾的内心世界找不到出路，最后疯狂。这种具有双重人格的人物形象在作家后来的创作中一再出现。
1847年，陀思妥耶夫斯基参加了激进政治团体彼得拉舍夫斯基小组。1849年4月被捕；同年12月被判处死刑。当行刑队的士兵举枪瞄准时，沙皇颁发了“从宽处理”的特赦令，陀思妥耶夫斯基被改判为苦役。1850—1859年，近10年的西伯利亚苦役和流放生活摧残了他的肉体，加重了其心底固有的消极情绪，更兼长期与俄国进步力量和革命运动隔绝，陀思妥耶夫斯基的思想发生了急剧的变化，逐渐形成了系统的“土壤派”理论：认为革命民主主义者的无神论观点及暴力革命主张脱离了俄罗斯民众的文化心理与民族性格，声称俄国不具有宣传革命和进行革命的“土壤”，转而主张通过爱和宽恕的基督教精神来净化人的灵魂，并以此缓解阶级对立达成社会改造。
1860年，陀思妥耶夫斯基回到彼得堡，旋即在其与哥哥一起创办的杂志上宣传“土壤派”理论，参与政治文化论争，并很快相继发表了《被侮辱与被损害的》（1861）、《死屋手记》（1862）、《地下室手记》（1864）等作品。长篇小说《被侮辱与被损害的》是描写“小人物”命运的又一力作。《死屋手记》是长篇见闻录式的作品，再现了沙俄监狱的野蛮残暴，探讨了犯罪的社会根源，挖掘了人性的奥秘。《地下室手记》由内心充满了病态的自卑但又喜欢剖析自己的地下室人以第一人称的方式叙述，主要由两部分组成：第一部分是地下室人的长篇独白，内容探讨了自由意志、人的非理性、历史的非理性等哲学议题；第二部分是地下室人追溯自己的一段往事，以及他与一名妓女丽莎相识的经过。与革命民主主义者车尔尼雪夫斯基的《怎么办？》进行论战，乃该作的直接创作动机。《地下室手记》虽然篇幅不长，但却是陀思妥耶夫斯基一生创作过程中的一个重要转折点。与之前的《穷人》《被侮辱与被损害的》《死屋手记》等充满了人道主义同情的作品相比，此书历来被视为存在主义的先声，哲学意味更浓、更富于思辨性；其中所表达的非理性主义思想，不仅直接影响到尼采等很多后来的存在主义哲学家，也预示了其本人后来诸多重要作品的思想艺术走向。
1866年，作家第一部社会哲理小说《罪与罚》出版后，其创作进入辉煌的巅峰期。《白痴》（1868）、《群魔》（1871）、《少年》（1875）和《卡拉马佐夫兄弟》（1880）等思想艺术品质一流的重要作品接踵而出。
《白痴》主要围绕女主人公娜斯塔西雅·费里波夫娜的悲剧命运展开。她从小父母双亡，成年后被地主托茨基霸占。她憎恨社会，同时也生发出“自虐”心理。由是，她无情地捉弄那些**过她的男人，也高傲地拒绝梅什金公爵的无私帮助，宁愿以毁灭自己的代价揭露一个个卑鄙的灵魂。小说中梅什金公爵是作者创造的理想人物，他纯洁善良，向往人人友爱和睦的社会，以博大的爱心、宽容、忍让和克制的基督教精神来帮助他周围不幸的人。但是梅什金公爵既没有使不幸者摆脱厄运，也不能使作恶者受到惩罚。最终连他自己也毁灭了，于是他发了疯，成了一个地地道道的白痴。
《卡拉马佐夫兄弟》是陀思妥耶夫斯基最后一部长篇小说，充分表现了作家后期的思想矛盾和创作特点，被认为是作家思想发展与艺术探索的总结。小说描写卡拉马佐夫家父子、兄弟之间围绕金钱和情欲展开的争夺。他们互相仇视、钩心斗角、矛盾重重，最后发生弑父惨剧。这个家庭成员之间的复杂关系是农奴制改革后资本主义迅速发展所带来的人与人之间畸形关系的缩影，反映出社会生活的混乱和不合理。而这个家庭所共有的“卡拉马佐夫性格”——卑鄙无耻、贪婪自私、野蛮残暴、**堕落等卑劣品质，则是病态社会的产物。
巴赫金在研究《卡拉马佐夫兄弟》等陀思妥耶夫斯基的小说时，针对其创作特点，提出了“复调小说”的理论表述。所谓“复调小说”，是指在陀思妥耶夫斯基的小说中，每一种思想的声音都享有自己不被其他思想的声音吞没的存在权利，众多思想形成了多声部的复调合唱。具体来说，陀思妥耶夫斯基的“复调”，不仅体现为多种声音的和谐共存，更体现为作者与小说人物的思想声音之间（如《群魔》中作者与主人公斯塔夫罗金）、人物与人物的思想声音之间（如《卡拉马佐夫兄弟》中伊凡与阿廖沙）、同一人物不同方向的思想声音（如《罪与罚》中的拉斯柯尔尼科夫）之间存在着没完没了的相互争论和对话，而所有思想的声音就在这种对话所展示出来的冲突和竞争中不断生成，呈现出永恒的流动性、未完成性。
陀思妥耶夫斯基的小说，对俄国由封建农奴制向资本主义转变时期社会矛盾和危机的描写极其深刻，具有传统现实主义的文学特征。但作家独具慧眼，把文学创作视为研究人的灵魂和展示这种研究的舞台，认为文学“应该描写一切人类灵魂的底蕴”，这也就是其所谓“虚幻的现实主义”或“心理现实主义”。而正是这种独特的现实主义，使其通向了后来的现代主义。其小说非但明显体现了西方小说“向内转”的趋势，而且其对人物潜意识心理的发掘与变态意识活动的描摹，明显使西方的叙事艺术达到了一个新的境界。正因为如此，陀思妥耶夫斯基的创作才对20世纪现代主义作家产生了极为深远的影响。